JP2011182613A - Power conversion system - Google Patents

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宜久 山口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that, when energy stored in an input side inductor W1 is supplied to a power source other than a high voltage battery 12, power needs to be supplied via the high voltage battery 12. <P>SOLUTION: An input terminal of an inverter IV is connected to the high voltage battery 12 via each of a main switch Swm, a sub-switch Sws and the input side inductor W1. An inductor W2 for supplying the energy is magnetically coupled to the input side inductor W1. A capacitor 24 is connected to the inductor W2 for supplying the energy via a diode 22 that takes a voltage impressed when the sub-switch Sws is turned off as a forward direction. This structure enables the energy stored in the input side inductor W1 to be recovered by the capacitor 24 by turning off the sub-switch Sws after the main switch Swm is turned into an ON state. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、第1インダクタを直流電源の正極側に接続するための高電位側スイッチング素子と、前記第1インダクタを前記直流電源の負極側に接続するための低電位側スイッチング素子との直列接続体を備える電力変換システムに関する。   The present invention provides a series connection of a high potential side switching element for connecting the first inductor to the positive electrode side of a DC power supply and a low potential side switching element for connecting the first inductor to the negative electrode side of the DC power supply. The present invention relates to a power conversion system including a body.

この種の電力変換システムとしては、例えば下記特許文献1にみられるように、インバータの上側アームと直流電源との間に、インダクタを備える電気経路と備えない電気経路とを備え、これら一対の電気経路のそれぞれにスイッチング素子を備えるものも提案されている。これによれば、上記一対の電気経路のスイッチング素子をオフした状態で、オン状態とするスイッチング素子を下側アームのスイッチング素子(低電位側スイッチング素子)から上側アームのスイッチング素子(高電位側スイッチング素子)に切り替えることでゼロ電圧スイッチングが可能としている。さらに、上記インダクタを備えない電気経路のスイッチング素子のオン操作に先立ち、上記インダクタを備える電気経路のスイッチング素子をオン操作することで、インダクタを備えない電気経路のスイッチング素子のオン操作をゼロ電流スイッチングとすることができると記載されている。   As this type of power conversion system, for example, as seen in Patent Document 1 below, an electric path including an inductor and an electric path not including an inductor are provided between an upper arm of an inverter and a DC power source. A device having a switching element in each path has also been proposed. According to this, with the switching elements of the pair of electric paths turned off, the switching element to be turned on is changed from the switching element (low potential side switching element) of the lower arm to the switching element (high potential side switching) of the upper arm. Switching to the element) enables zero voltage switching. Further, by turning on the switching element of the electric path including the inductor prior to the turning-on operation of the switching element of the electric path not including the inductor, the ON operation of the switching element of the electric path not including the inductor is switched to zero current. It is described that it can be.

また、上記システムでは、インダクタを備える電気経路のスイッチング素子をオフ操作することでインダクタに蓄えられていたエネルギを直流電源に回収するためのループ経路を備えることも記載されている。   Further, it is also described that the system includes a loop path for recovering energy stored in the inductor to a DC power source by turning off the switching element of the electrical path including the inductor.

特表平11−506599号公報Japanese National Patent Publication No. 11-506599

ただし、上記システムは、インダクタに蓄えられていたエネルギを直流電源に回収するものであることから、例えばこれとは別の電源に電気エネルギを供給したい場合には、直流電源から別の電源にエネルギを伝送する経路を別途設ける必要が生じる。   However, since the above system recovers the energy stored in the inductor to the DC power source, for example, when it is desired to supply electrical energy to a different power source, the energy from the DC power source to the other power source is determined. It is necessary to provide a separate route for transmitting.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、インダクタに蓄えられたエネルギを、インダクタへのエネルギ供給源とは別部材によって回収することのできる電力変換システムを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power conversion system capable of recovering energy stored in the inductor by a member separate from the energy supply source to the inductor. There is to do.

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effect thereof will be described.

請求項1記載の発明は、第1インダクタを直流電源の正極側に接続するための高電位側スイッチング素子と、前記第1インダクタを前記直流電源の負極側に接続するための低電位側スイッチング素子との直列接続体を備える電力変換システムにおいて、前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子のうちの一方に、フリーホイールダイオードが逆並列に接続され、前記直流電源の一対の電極のうち他方のスイッチング素子によって前記第1インダクタに接続される電極側と前記他方のスイッチング素子とを接続して且つ第2インダクタおよび第1開閉手段を備える第1電気経路と、前記直流電源の一対の電極のうち前記他方のスイッチング素子によって前記第1インダクタに接続される電極側と前記他方のスイッチング素子とを接続して且つ第2開閉手段を備える第2電気経路と、前記一方のスイッチング素子のオン状態から前記他方のスイッチング素子のオン状態への切り替えに先立ち、前記第1開閉手段を閉状態として且つ前記第2開閉手段を開状態とし、前記切り替え後に前記第2開閉手段を閉状態として且つ前記第1開閉手段を開状態とする開閉操作手段と、前記第2インダクタに磁気結合された第3インダクタと、前記開閉操作手段によって前記第1開閉手段が開状態に切り替えられるときの前記第3インダクタに印加される電圧を順方向電圧とする整流手段とを備え、前記第3インダクタは、前記整流手段を介して前記直流電源とは別の蓄電手段に接続されることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a high potential side switching element for connecting the first inductor to the positive electrode side of the DC power supply, and a low potential side switching element for connecting the first inductor to the negative electrode side of the DC power supply. In a power conversion system including a series connection body, a free wheel diode is connected in antiparallel to one of the high potential side switching element and the low potential side switching element, and among the pair of electrodes of the DC power supply A first electric path connecting the electrode side connected to the first inductor by the other switching element and the other switching element and having a second inductor and first opening / closing means; and a pair of electrodes of the DC power supply And the other switching element connected to the first inductor by the other switching element. Prior to switching from the ON state of the one switching element to the ON state of the other switching element, the first opening / closing means is closed while connecting the element and having the second opening / closing means And an opening / closing operation means for opening the second opening / closing means, closing the second opening / closing means and opening the first opening / closing means after the switching, and a second magnetically coupled to the second inductor. Three inductors, and rectifying means that uses a voltage applied to the third inductor when the first opening / closing means is switched to the open state by the opening / closing operation means as a forward voltage, the third inductor includes: It is connected to a power storage means different from the DC power source through a rectifying means.

上記開閉操作手段によって第1開閉手段が開状態に切り替えられる場合、第2インダクタに蓄えられていたエネルギが流動するためのループ経路が開状態となる。ただし、この際、第2インダクタに蓄えられていたエネルギは、第3インダクタおよび整流手段を介して蓄電手段に流出する。このため、第2インダクタに蓄えられていたエネルギを直流電源とは別の蓄電手段によって回収することができる。   When the first opening / closing means is switched to the open state by the opening / closing operation means, the loop path for allowing the energy stored in the second inductor to flow is opened. However, at this time, the energy stored in the second inductor flows out to the power storage means via the third inductor and the rectifying means. For this reason, the energy stored in the second inductor can be recovered by the power storage means different from the DC power source.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記蓄電手段は、前記電力変換システムおよび前記直流電源の少なくとも一方を冷却する冷却装置の電源であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the power storage means is a power source for a cooling device that cools at least one of the power conversion system and the DC power source.

高電位側スイッチング素子や低電位側スイッチング素子、第1インダクタ、第2インダクタ、フリーホイールダイオード、直流電源等は、電力変換システムが駆動状態となり、これらに電流が流れることで発熱する。このため、冷却装置による冷却能力の要求度合いは、電力変換システムが駆動され(高電位側スイッチング素子や低電位側スイッチング素子が駆動され)、同システムを流れる電流が大きくなるほど大きくなる。一方、蓄電手段に供給される電力は、電力変換システムが駆動状態となり、これを流れる電流が大きいほど大きくなる傾向がある。このため、上記発明では、冷却装置の要求電力が多い場合に蓄電手段に大きな電力を供給することができる。   The high-potential side switching element, the low-potential side switching element, the first inductor, the second inductor, the free wheel diode, the DC power source, and the like generate heat when the power conversion system is in a driving state and a current flows through them. For this reason, the required degree of the cooling capacity by the cooling device increases as the power conversion system is driven (the high potential side switching element and the low potential side switching element are driven) and the current flowing through the system increases. On the other hand, the power supplied to the power storage means tends to increase as the power conversion system is driven and the current flowing therethrough increases. For this reason, in the said invention, when there is much required electric power of a cooling device, big electric power can be supplied to an electrical storage means.

請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子は、車載高電圧システムを構成するものであり、前記蓄電手段は、前記車載高電圧システムから絶縁された車載低電圧システムを構成するものであることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the high potential side switching element and the low potential side switching element constitute an in-vehicle high voltage system, and the power storage means It constitutes an in-vehicle low voltage system insulated from the in-vehicle high voltage system.

上記発明では、直流電源の電力を、第2インダクタ、第3インダクタを介して蓄電手段に出力することができるため、高電圧システムを構成する直流電源の電力を専用のコンバータ等を介すことなく低電圧システムを構成する蓄電手段に供給することができる。   In the above invention, since the power of the DC power source can be output to the power storage means via the second inductor and the third inductor, the power of the DC power source constituting the high voltage system is not passed through a dedicated converter or the like. It can be supplied to power storage means constituting the low voltage system.

請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、前記他方のスイッチング素子をオン状態へと切り替えるに際し、双方をオン状態とするシュートスルー制御手段と、前記シュートスルー制御手段によって前記双方がオン状態とされた後、前記一方のスイッチング素子および該スイッチング素子に逆並列接続される前記フリーホイールダイオードを流れる合計電流がゼロとなる時点以降において前記一方のスイッチング素子をオフ操作するオフ操作手段とを更に備えることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, when the other switching element is switched to the on state, the shoot-through control means that turns both on, After the both are turned on by the shoot-through control means, the one switching element after the point when the total current flowing through the one switching element and the freewheel diode connected in reverse parallel to the switching element becomes zero And an off operation means for performing an off operation.

上記発明では、シュートスルー制御手段やオフ操作手段を備えるため、上記フリーホイールダイオードに電流が流れたり、またフリーホイールダイオードにリカバリ電流が流れたりすることを、好適に抑制または回避することができる。このため、他方のスイッチング素子のオン操作や一方のスイッチング素子のオフ操作に際しての電流の変化を抑制することができる。   In the above invention, since the shoot through control means and the off operation means are provided, it is possible to suitably suppress or avoid the current flowing through the free wheel diode and the recovery current flowing through the free wheel diode. For this reason, it is possible to suppress a change in current when the other switching element is turned on or one of the switching elements is turned off.

請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発明において、前記一方のスイッチング素子は、入力端子と出力端子とが入れ替わることでこれら一対の端子間を電流が双方向に流れることを許容するものであることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the one switching element is configured such that an electric current flows between the pair of terminals by switching the input terminal and the output terminal. It is allowed to flow in the direction.

上記発明では、シュートスルー制御によって、フリーホイールダイオードに電流が流れることを好適に回避することができる。   In the said invention, it can avoid suitably that an electric current flows into a freewheel diode by shoot through control.

第1の実施形態にかかるシステム構成図。1 is a system configuration diagram according to a first embodiment. FIG. 同実施形態にかかる電力変換回路の操作手法を示すタイムチャート。The time chart which shows the operation method of the power converter circuit concerning the embodiment. 第2の実施形態にかかるシステム構成図。The system block diagram concerning 2nd Embodiment.

(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる電力変換システムをハイブリッド車に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a power conversion system according to the present invention is applied to a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings.

図示される電動機10は、車載主機としての3相回転機であり、具体的には、例えば同期機等であってよい。電動機10は、インバータIVを介して平滑コンデンサ13や高電圧バッテリ12に接続されている。ここで、インバータIVは、高電位側のパワースイッチング素子Swpおよび低電位側のパワースイッチング素子Swnの直列接続体が3つ並列接続されて構成されている。そして、これら各直列接続体の接続点が、電動機10の各相にそれぞれ接続されている。これら高電位側のパワースイッチング素子Swpおよび低電位側のパワースイッチング素子Swnのそれぞれの入出力端子間(ドレイン及びソース間)には、高電位側のフリーホイールダイオードFwp及び低電位側のフリーホイールダイオードFwnのカソード及びアノードが接続されている。   The illustrated electric motor 10 is a three-phase rotating machine as an in-vehicle main machine, and specifically may be a synchronous machine, for example. The electric motor 10 is connected to a smoothing capacitor 13 and a high voltage battery 12 via an inverter IV. Here, the inverter IV is configured by connecting in parallel three serially connected bodies of a power switching element Swp on the high potential side and a power switching element Swn on the low potential side. And the connection point of each of these series connection bodies is connected to each phase of the electric motor 10, respectively. Between the input / output terminals (between the drain and source) of the high potential side power switching element Swp and the low potential side power switching element Swn, there is a high potential side freewheel diode Fwp and a low potential side freewheel diode. The cathode and anode of Fwn are connected.

上記インバータIVの高電位側のパワースイッチング素子Swpと高電圧バッテリ12の正極との間には、メインスイッチSwmと、サブスイッチSwsおよびトランスTの1次側コイル(入力側インダクタW1)とが接続されている。   A main switch Swm, a sub-switch Sws, and a primary coil of the transformer T (input-side inductor W1) are connected between the high-potential-side power switching element Swp of the inverter IV and the positive electrode of the high-voltage battery 12. Has been.

上記インバータIVのパワースイッチング素子Swp、SwnやメインスイッチSwm、サブスイッチSwsは、これらに接触する冷却通路内を流動する冷却液CLによって冷却される。冷却液CLは、冷却装置26によって循環させられる。冷却装置26は、電動機等を備えて構成されるものであり、コンデンサ24に蓄えられた電気エネルギを駆動エネルギとして利用する。コンデンサ24には、上記入力側インダクタW1に蓄えられたエネルギが、これと磁気結合するトランスの2次側コイル(エネルギ供給インダクタW2)およびダイオード22を介して供給される。   The power switching elements Swp, Swn, the main switch Swm, and the sub switch Sws of the inverter IV are cooled by the cooling liquid CL that flows in the cooling passages in contact with them. The cooling liquid CL is circulated by the cooling device 26. The cooling device 26 includes an electric motor or the like, and uses the electric energy stored in the capacitor 24 as driving energy. The energy stored in the input-side inductor W1 is supplied to the capacitor 24 through the secondary coil (energy supply inductor W2) of the transformer and the diode 22 that are magnetically coupled to the capacitor.

制御装置30は、低電圧バッテリ32を電源とする制御装置である。制御装置30は、図示しない各種センサの検出値等に基づき、インバータIVのU相、V相、およびW相のそれぞれについての、パワースイッチング素子Swpを操作する操作信号gup,gvp,gwpと、パワースイッチング素子Swnを操作する操作信号gun,gvn,gwnとを生成し出力する。これにより、スイッチング素子Swp,Swnは、制御装置30により操作される。また、制御装置30は、メインスイッチSwmおよびサブスイッチSwsに、操作信号gm、gsをそれぞれ出力する。これにより、メインスイッチSwmおよびサブスイッチSwsは、制御装置30により操作される。   The control device 30 is a control device that uses a low-voltage battery 32 as a power source. The control device 30 controls operation signals gup, gvp, gwp for operating the power switching element Swp for each of the U-phase, V-phase, and W-phase of the inverter IV based on detection values of various sensors (not shown), Operation signals gun, gvn, and gwn for operating the switching element Swn are generated and output. Thereby, the switching elements Swp and Swn are operated by the control device 30. In addition, the control device 30 outputs operation signals gm and gs to the main switch Swm and the sub switch Sws, respectively. Accordingly, the main switch Swm and the sub switch Sws are operated by the control device 30.

上記インバータIVや高電圧バッテリ12等は、車載高電圧システムを構成するものである一方、制御装置30や低電圧バッテリ32、冷却装置26等は、車載低電圧システムを構成するものである。そして、これら高電圧システムと低電圧システムとは互いに絶縁されている。このため、上記操作信号gup,gvp,gwp,gun,gvn,gwn,gm,gsは、フォトカプラ等の絶縁手段を介して高電圧システムに出力される。   The inverter IV, the high voltage battery 12 and the like constitute an in-vehicle high voltage system, while the control device 30, the low voltage battery 32, the cooling device 26 and the like constitute an in-vehicle low voltage system. The high voltage system and the low voltage system are insulated from each other. For this reason, the operation signals gup, gvp, gwp, gun, gvn, gwn, gm, gs are output to a high voltage system via an insulating means such as a photocoupler.

ところで、上記パワースイッチング素子Swp,Swn,メインスイッチSwmおよびサブスイッチSwsは、いずれもNチャネルのスーパージャンクションMOS電界効果トランジスタである。そして、これらには、ボディーダイオードが形成されている。すなわち、例えば高電位側のパワースイッチング素子SwpにはフリーホイールダイオードFwpが形成され、低電位側のパワースイッチング素子SwnにはフリーホイールダイオードFwnが形成されている。   The power switching elements Swp and Swn, the main switch Swm, and the sub switch Sws are all N-channel super junction MOS field effect transistors. A body diode is formed in these. That is, for example, a free wheel diode Fwp is formed in the power switching element Swp on the high potential side, and a free wheel diode Fwn is formed in the power switching element Swn on the low potential side.

上記スーパージャンクションMOS電界効果トランジスタは、ボディーダイオードのリカバリ電流が増加から減少に転じた後の減少速度が非常に大きい。このため、リカバリ電流の変化によるサージが特に大きくなるおそれがある。そこで本実施形態では、図2に示すスイッチング操作によってこの問題に対処する。しかも、この際、スイッチング操作に伴って入力側インダクタW1に蓄えられるエネルギによってコンデンサ24を充電する。   The super junction MOS field effect transistor has a very high rate of decrease after the recovery current of the body diode has changed from increasing to decreasing. For this reason, a surge due to a change in the recovery current may be particularly large. Therefore, in this embodiment, this problem is dealt with by the switching operation shown in FIG. In addition, at this time, the capacitor 24 is charged by the energy stored in the input-side inductor W1 along with the switching operation.

図2に、本実施形態にかかるスイッチング操作手法を示す。詳しくは、図2(a)に、サブスイッチSwsの操作態様の推移を示し、図2(b)に、メインスイッチSwmの操作態様の推移を示し、図2(c)に、1の高電位側のパワースイッチング素子Swpの操作態様の推移を示し、図2(d)に、図2(c)のパワースイッチング素子Swpと同相の低電位側のパワースイッチング素子Swnの操作態様の推移を示す。また、図2(e)に、入力側インダクタW1を流れる電流iW1の推移(符号は、図1参照)を示し、図2(f)に、エネルギ供給インダクタW2を流れる電流iW2の推移(符号は、図1参照)を示し、図2(g)に、サブスイッチSws等(ボディーダイオードを含む)を流れる電流isの推移を示し、図2(h)に、メインスイッチSwm等(ボディーダイオードを含む)を流れる電流imの推移を示す。さらに、図2(i)に、高電位側のパワースイッチング素子Swp等(ボディーダイオードを含む:符号は、図1参照)を流れる電流ipの推移を示し、図2(j)に、低電位側のパワースイッチング素子Swn等(ボディーダイオードを含む:符号は、図1参照)を流れる電流inの推移を示し、図2(k)に、サブスイッチSwsと入力側インダクタW1との接続点の電圧V1の推移を示し、図2(l)に、パワースイッチング素子Swp,Swn間の電圧V2の推移を示す。なお、以下では、対象とする相において、インバータIVから電動機10に電流が流れる場合を想定している。   FIG. 2 shows a switching operation method according to the present embodiment. Specifically, FIG. 2A shows the transition of the operation mode of the sub switch Sws, FIG. 2B shows the transition of the operation mode of the main switch Swm, and FIG. FIG. 2D shows the transition of the operation mode of the low-potential side power switching element Swn in phase with the power switching element Swp of FIG. 2C. FIG. 2 (e) shows the transition of the current iW1 flowing through the input-side inductor W1 (see FIG. 1 for the sign), and FIG. 2 (f) shows the transition of the current iW2 flowing through the energy supply inductor W2 (the sign is shown). 1 (see FIG. 1), FIG. 2 (g) shows the transition of the current is flowing through the sub switch Sws etc. (including the body diode), and FIG. 2 (h) shows the main switch Swm etc. (including the body diode). ) Shows the transition of the current im flowing through. Further, FIG. 2 (i) shows the transition of the current ip flowing through the power switching element Swp on the high potential side and the like (including the body diode: see FIG. 1 for the reference), and FIG. 2 (j) shows the low potential side. FIG. 2 (k) shows the transition of the current in flowing through the power switching element Swn and the like (including the body diode: see FIG. 1). FIG. 2 (k) shows the voltage V1 at the connection point between the sub switch Sws and the input-side inductor W1. FIG. 2 (l) shows the transition of the voltage V2 between the power switching elements Swp and Swn. In the following, it is assumed that a current flows from the inverter IV to the electric motor 10 in the target phase.

図示されるように、期間T0は、高電位側のパワースイッチング素子Swpがオフ状態であって且つ低電位側のパワースイッチング素子Swnがオン状態である期間である。ここで、期間T1において、高電位側のパワースイッチング素子Swpをオン状態に切り替えるに際し、本実施形態では、敢えて低電位側のパワースイッチング素子Swnをオン状態に維持する。これにより、期間T1においても、低電位側のパワースイッチング素子Swnを介して電動機10に電流が流れ、フリーホイールダイオードFwnに電流は流れない。これは、パワースイッチング素子Swnを電流が流れる際の電圧降下量よりもそのボディーダイオード(Fwn)に電流が流れる際の電圧降下量の方が大きいためである。このようにパワースイッチング素子Swp,Swnの双方をオン状態とする制御(シュートスルー制御)を行なうことで、デッドタイム期間を削除し、ひいては、ボディーダイオードに電流が流れる事態を回避する。   As illustrated, the period T0 is a period in which the high-potential side power switching element Swp is in an off state and the low-potential side power switching element Swn is in an on state. Here, in the period T1, when the high-potential side power switching element Swp is switched to the ON state, the low-potential side power switching element Swn is intentionally maintained in the ON state in the present embodiment. Thereby, also in the period T1, a current flows through the electric motor 10 via the power switching element Swn on the low potential side, and no current flows through the free wheel diode Fwn. This is because the amount of voltage drop when a current flows through the body diode (Fwn) is larger than the amount of voltage drop when a current flows through the power switching element Swn. Thus, by performing control (shoot-through control) to turn on both of the power switching elements Swp and Swn, the dead time period is eliminated, and thus a situation in which current flows through the body diode is avoided.

上記シュートスルー制御がなされる期間T1において高電位側のパワースイッチング素子Swpを流れる電流の増加速度は、入力側インダクタW1によって制限されるため、漸増することとなる。すなわち、通常、デッドタイムを設けてまで回避すべき状態であるパワースイッチング素子Swp,Swnの双方のオン状態は、入力側インダクタW1を設けたために、これらパワースイッチング素子Swp,Swnを流れる電流が急上昇して信頼性の低下をもたらす過度の電流が流れる事態を招かない。ここで、高電位側のパワースイッチング素子Swpを流れる電流ipは、入力側インダクタW1を流れる電流やサブスイッチSwsを流れる電流isに等しく、その増加速度は、入力側インダクタW1のインダクタンスを「L」として且つ入力電圧VDCとすると、「VDC/L」となる。この電流が増加するにつれて、低電位側のパワースイッチング素子Swnを流れる電流の絶対値は減少する。すなわち、低電位側のパワースイッチング素子Swnには、出力側インダクタ(電動機10のインダクタ)による相電流を流し続けようとする力によって電流が流れていたのであるが、この電流は、高電位側のパワースイッチング素子Swpを流れる電流によって賄われるようになる。このため、低電位側のパワースイッチング素子Swnを流れる電流の絶対値は減少する。   In the period T1 in which the shoot-through control is performed, the increase rate of the current flowing through the high-potential-side power switching element Swp is limited by the input-side inductor W1, and thus gradually increases. That is, normally, in the ON state of both of the power switching elements Swp and Swn, which should be avoided until the dead time is provided, since the input-side inductor W1 is provided, the current flowing through these power switching elements Swp and Swn increases rapidly. Thus, an excessive current that causes a decrease in reliability does not flow. Here, the current ip flowing through the high-potential-side power switching element Swp is equal to the current flowing through the input-side inductor W1 and the current is flowing through the sub-switch Sws. And the input voltage VDC, “VDC / L”. As this current increases, the absolute value of the current flowing through the power switching element Swn on the low potential side decreases. That is, the current flows through the power switching element Swn on the low potential side due to the force to continue to flow the phase current due to the output side inductor (the inductor of the electric motor 10). It is covered by the current flowing through the power switching element Swp. For this reason, the absolute value of the current flowing through the power switching element Swn on the low potential side decreases.

そして、低電位側のパワースイッチング素子Swnを流れる電流の絶対値がゼロとなった後(電流の流通方向が反転した後)に低電位側のパワースイッチング素子Swnをオフとすることで、期間T2に移行する。この場合、高電位側のパワースイッチング素子Swpを流れる電流は、相電流と同量の電流まで減少する。一方、低電位側のパワースイッチング素子Swnを流れる電流は、ゼロまで減少する。そしてこれら減少速度は、パワースイッチング素子Swnのオン状態からオフ状態への切替速度(ゲートの放電速度)によって制御される。ここで、低電位側のパワースイッチング素子Swnのオフ操作直前においてこのパワースイッチング素子Swnに流れていた電流は、入力側インダクタW1を流れていた電流から相電流を減算した量である。この電流は、入力側インダクタW1を流れていたものである以上、パワースイッチング素子Swnがオフ状態に切り替えられても急激にゼロとなることはできず、メインスイッチSwmのボディーダイオード、サブスイッチSwsおよび入力側インダクタW1を備えるループ回路を流れることとなる。このため、期間T2において、入力側インダクタW1を流れる電流やサブスイッチSwsを流れる電流は減少しない。なお、期間T2に移行することで、パワースイッチング素子Swp,Swnの接続点の電圧V2は、入力電圧VDCに上昇する。   Then, after the absolute value of the current flowing through the low-potential-side power switching element Swn becomes zero (after the current flow direction is reversed), the low-potential-side power switching element Swn is turned off, so that the period T2 Migrate to In this case, the current flowing through the power switching element Swp on the high potential side decreases to the same amount of current as the phase current. On the other hand, the current flowing through the power switching element Swn on the low potential side decreases to zero. These reduction speeds are controlled by the switching speed (gate discharge speed) of the power switching element Swn from the on state to the off state. Here, the current flowing through the power switching element Swn immediately before the power switching element Swn on the low potential side is turned off is an amount obtained by subtracting the phase current from the current flowing through the input side inductor W1. Since this current flows through the input-side inductor W1, even if the power switching element Swn is switched to the off state, it cannot be suddenly reduced to zero, and the body diode of the main switch Swm, the sub switch Sws, and A loop circuit including the input-side inductor W1 flows. Therefore, in the period T2, the current flowing through the input-side inductor W1 and the current flowing through the sub switch Sws are not reduced. In addition, by shifting to the period T2, the voltage V2 at the connection point of the power switching elements Swp and Swn rises to the input voltage VDC.

その後、メインスイッチSwmをオン操作することで期間T3に移行する。これにより、メインスイッチSwmのボディーダイオードを流れていた電流が、メインスイッチSwmの入力端子および出力端子間を流れるようになる。ここで、メインスイッチSwmのオン操作は、低電位側のパワースイッチング素子Swnがオフ状態に切り替わった後とする。   Thereafter, the main switch Swm is turned on to shift to the period T3. As a result, the current flowing through the body diode of the main switch Swm flows between the input terminal and the output terminal of the main switch Swm. Here, the main switch Swm is turned on after the low-potential-side power switching element Swn is switched to the off state.

その後、サブスイッチSwsをオフ操作することで期間T4に移行する。これにより、サブスイッチSwsを流れる電流はゼロになる。これにより、入力側インダクタW1に流れる電流の減少を妨げる方向に逆起電圧が生じる。この逆起電圧は、エネルギ供給インダクタW2に、ダイオード22にとっての順方向の電流を流そうとするものである。このため、入力側インダクタW1に蓄えられていたエネルギは、エネルギ供給インダクタW2を介してコンデンサ24に回収される。   Thereafter, the sub switch Sws is turned off to shift to the period T4. As a result, the current flowing through the sub switch Sws becomes zero. As a result, a counter electromotive voltage is generated in a direction that prevents a decrease in the current flowing through the input-side inductor W1. This counter electromotive voltage is intended to cause a forward current for the diode 22 to flow through the energy supply inductor W2. For this reason, the energy stored in the input-side inductor W1 is recovered by the capacitor 24 via the energy supply inductor W2.

そして、入力側インダクタW1に蓄えられていた電気エネルギがエネルギ供給インダクタW2に出力されることで、期間T5に移行する。期間T5においては、サブスイッチSwsと入力側インダクタW1との接続点の電圧V1が高電圧バッテリ12の電圧VDCまで上昇する。   And it transfers to the period T5 because the electrical energy stored in the input side inductor W1 is output to the energy supply inductor W2. In the period T5, the voltage V1 at the connection point between the sub switch Sws and the input-side inductor W1 rises to the voltage VDC of the high-voltage battery 12.

その後、メインスイッチSwmおよび高電位側のパワースイッチング素子Swpをオフすることで期間T6に移行する。   Thereafter, the main switch Swm and the high-potential side power switching element Swp are turned off to shift to the period T6.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

(1)ソフトスイッチングを行なうために設けた入力側インダクタW1に蓄えられるエネルギをエネルギ供給インダクタW2を介してコンデンサ24に回収した。これにより、入力側インダクタW1に蓄えられていたエネルギを高電圧バッテリ12とは別の蓄電手段(コンデンサ24)によって回収することができる。   (1) The energy stored in the input-side inductor W1 provided for performing soft switching was recovered in the capacitor 24 via the energy supply inductor W2. Thereby, the energy stored in the input-side inductor W1 can be recovered by the power storage means (capacitor 24) different from the high-voltage battery 12.

(2)インバータIVのパワースイッチング素子Swp,SwnやメインスイッチSwm、サブスイッチSwsを、車載高電圧システムを構成するものとして且つ、コンデンサ24を、車載高電圧システムから絶縁された車載低電圧システムを構成するものとした。これにより、高電圧システムを構成する高電圧バッテリ12の電力を専用のコンバータ等を介すことなく低電圧システムを構成するコンデンサ24に供給することができる。   (2) An in-vehicle low voltage system in which the power switching elements Swp, Swn, the main switch Swm, and the sub switch Sws of the inverter IV constitute the in-vehicle high voltage system and the capacitor 24 is insulated from the in-vehicle high voltage system. It was supposed to be composed. Thereby, the electric power of the high voltage battery 12 which comprises a high voltage system can be supplied to the capacitor | condenser 24 which comprises a low voltage system, without passing through a dedicated converter etc.

(3)インバータIVのパワースイッチング素子Swp,SwnやメインスイッチSwm、サブスイッチSwsを冷却する冷却装置26の電源として、コンデンサ24を利用した。これにより、冷却装置26の要求電力が多い場合にコンデンサ24に大きな電力を供給することができる。   (3) The capacitor 24 is used as a power source for the cooling device 26 that cools the power switching elements Swp and Swn of the inverter IV, the main switch Swm, and the sub switch Sws. Thereby, when the required power of the cooling device 26 is large, a large amount of power can be supplied to the capacitor 24.

(4)高電位側のパワースイッチング素子Swpをオン状態へと切り替えるに際し、低電位側のパワースイッチング素子Swnと高電位側のパワースイッチング素子Swpとの双方をオン状態とするシュートスルー制御を行なって且つ、低電位側のパワースイッチング素子SwnおよびフリーホイールダイオードFwnを流れる合計電流がゼロとなった後において低電位側のパワースイッチング素子Swnをオフ操作した。換言すれば、高電位側のパワースイッチング素子Swpを流れる電流が入力側インダクタW1を流れる電流に一致した後に低電位側のパワースイッチング素子Swnをオフ操作した。これにより、低電位側のフリーホイールダイオードFwnに電流が流れることを好適に回避することができ、ひいてはリカバリ電流に起因したサージを好適に回避することができる。   (4) When switching the power switching element Swp on the high potential side to the on state, shoot-through control is performed to turn on both the power switching element Swn on the low potential side and the power switching element Swp on the high potential side. Further, after the total current flowing through the low potential side power switching element Swn and the free wheel diode Fwn became zero, the low potential side power switching element Swn was turned off. In other words, the low potential side power switching element Swn is turned off after the current flowing through the high potential side power switching element Swp matches the current flowing through the input side inductor W1. As a result, it is possible to preferably avoid a current from flowing through the freewheeling diode Fwn on the low potential side, and thus a surge due to the recovery current can be preferably avoided.

(5)パワースイッチング素子Swnとして、MOS電界効果トランジスタを用いた。これにより、入力端子と出力端子とが入れ替わることでこれら一対の端子間を電流が双方向に流れることを許容できるため、シュートスルー制御によって、フリーホイールダイオードFwnに電流が流れることを好適に回避することができる。   (5) A MOS field effect transistor is used as the power switching element Swn. As a result, the input terminal and the output terminal are interchanged to allow current to flow bidirectionally between the pair of terminals. Therefore, it is preferable to prevent current from flowing through the freewheel diode Fwn by shoot-through control. be able to.

(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

図3に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図3において、先の図1に示した部材に対応する部材については便宜上同一の符号を付している。   FIG. 3 shows a system configuration according to the present embodiment. In FIG. 3, members corresponding to those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for convenience.

図示されるように、本実施形態でも、高電位側のパワースイッチング素子Swpとバッテリ12の正極との間に、第1サブスイッチSws1および第1入力側インダクタW1aと、第1メインスイッチSwm1とを並列接続する。ただし、本実施形態では、さらに、低電位側のパワースイッチング素子Swnとバッテリ12の負極との間に、第2サブスイッチSws2および第2入力側インダクタW1bと、第2メインスイッチSwm2とを並列接続する。   As shown in the figure, also in the present embodiment, the first sub switch Sws1, the first input side inductor W1a, and the first main switch Swm1 are arranged between the high potential side power switching element Swp and the positive electrode of the battery 12. Connect in parallel. However, in the present embodiment, the second sub switch Sws2, the second input side inductor W1b, and the second main switch Swm2 are further connected in parallel between the low potential side power switching element Swn and the negative electrode of the battery 12. To do.

ここで、第2サブスイッチSws2および第2入力側インダクタW1bと、第2メインスイッチSwm2とは、高電位側のパワースイッチング素子Swpに逆並列接続されたフリーホイールダイオードFwpのリカバリ電流対策手段である。すなわち、相電流がインバータIV側に入力されるものである場合、低電位側のパワースイッチング素子Swnをオン操作するに際し、第2サブスイッチSws2をオン状態としてシュートスルー制御を行なう。これにより、シュートスルー制御前に高電位側のパワースイッチング素子Swpを流れていた電流は、第2入力側インダクタL2を流れる電流の漸増に伴って漸減する。そして、高電位側のパワースイッチング素子Swpおよびこれに逆並列接続されるフリーホイールダイオードFwpを流れる合計電流がゼロとなった後に、高電位側のパワースイッチング素子Swpをオフ操作する。これにより、高電位側のパワースイッチング素子Swpに逆並列接続されるフリーホイールダイオードFwpについて、リカバリ電流が流れる事態を好適に抑制することができる。   Here, the second sub switch Sws2, the second input-side inductor W1b, and the second main switch Swm2 are recovery current countermeasure means for the freewheeling diode Fwp connected in reverse parallel to the high-potential-side power switching element Swp. . That is, when the phase current is input to the inverter IV side, when the power switching element Swn on the low potential side is turned on, the second sub switch Sws2 is turned on to perform shoot-through control. As a result, the current flowing through the high-potential side power switching element Swp before the shoot-through control gradually decreases as the current flowing through the second input-side inductor L2 gradually increases. Then, after the total current flowing through the power switching element Swp on the high potential side and the freewheel diode Fwp connected in reverse parallel thereto becomes zero, the power switching element Swp on the high potential side is turned off. Thereby, the situation where a recovery current flows can be suitably suppressed about the free wheel diode Fwp connected in antiparallel to the power switching element Swp on the high potential side.

しかも、本実施形態では、第1入力側インダクタW1aおよび第2入力側インダクタW1bのそれぞれに蓄えられる電気エネルギを第1エネルギ供給インダクタW2aや第2エネルギ供給インダクタW2bを介してコンデンサ24a,24bに出力することができる。なお、これらコンデンサ24a,24bは、ともに冷却装置26の電源である。   In addition, in the present embodiment, the electrical energy stored in each of the first input side inductor W1a and the second input side inductor W1b is output to the capacitors 24a and 24b via the first energy supply inductor W2a and the second energy supply inductor W2b. can do. The capacitors 24a and 24b are both power sources for the cooling device 26.

(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
<冷却装置について>
冷却装置としては、冷却対象に接触する冷却通路内の冷却液CLを循環させて冷却対象と冷却液CLとの熱交換を行なうものに限らない。例えば周囲の気体を流動させるファンを備えるものであってもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
<About the cooling device>
The cooling device is not limited to one that circulates the cooling liquid CL in the cooling passage that contacts the cooling target and performs heat exchange between the cooling target and the cooling liquid CL. For example, it may be provided with a fan that allows ambient gas to flow.

冷却装置の冷却対象としては、パワースイッチング素子Swp,SwnやメインスイッチSwm、サブスイッチSws(ボディーダイオードを含む)に限らない。例えば、トランスTであってもよい。また例えば、インバータIVの直流電源である平滑コンデンサ13や高電圧バッテリ12等であってもよい。これらもインバータIVを流れる電流が大きくなるほど発熱量が大きくなると考えられるため、これらを冷却対象とする場合には上記第1の実施形態の上記(3)の効果に準じた効果を得ることができる。また例えば制御装置30であってもよい。この場合であっても、制御装置30がインバータIVに近接して配置される場合等には、インバータIVの発熱量が大きいほど制御装置30が受ける授熱量も大きくなるため、上記第1の実施形態の上記(3)の効果に準じた効果を得ることができる。
<蓄電手段について>
入力側インダクタW1に蓄えられたエネルギを回収する蓄電手段としては、パワースイッチング素子Swp,Swnの冷却装置の電源に限らない。例えば、低電圧バッテリ32であってもよい。いずれにせよ、蓄電手段を低電圧システムの構成部材とするなら、専用のDCDCコンバータ等を利用することなく高電圧バッテリ12の電力を低電圧システムに供給することができる。なお、上記第2の実施形態の場合、第1エネルギ供給インダクタW2aの出力と、第2エネルギ供給インダクタW2bの出力とを各別の用途に用いるようにしてもよい。
The cooling target of the cooling device is not limited to the power switching elements Swp and Swn, the main switch Swm, and the sub switch Sws (including the body diode). For example, a transformer T may be used. Further, for example, the smoothing capacitor 13 or the high voltage battery 12 which is a DC power source of the inverter IV may be used. In these cases, it is considered that the heat generation amount increases as the current flowing through the inverter IV increases. Therefore, when these are to be cooled, the effect equivalent to the effect (3) of the first embodiment can be obtained. . For example, the control apparatus 30 may be sufficient. Even in this case, when the control device 30 is arranged close to the inverter IV, etc., the greater the amount of heat generated by the inverter IV, the greater the amount of heat received by the control device 30, so the first implementation described above. The effect according to the effect of the mode (3) can be obtained.
<About power storage means>
The power storage means for recovering the energy stored in the input-side inductor W1 is not limited to the power source of the cooling device for the power switching elements Swp and Swn. For example, the low voltage battery 32 may be used. In any case, if the power storage means is a component of the low voltage system, the power of the high voltage battery 12 can be supplied to the low voltage system without using a dedicated DCDC converter or the like. In the case of the second embodiment, the output of the first energy supply inductor W2a and the output of the second energy supply inductor W2b may be used for different purposes.

さらに、蓄電手段としては、低電圧システムを構成するものにも限らない。
<パワースイッチング素子Swp,Swnについて>
パワースイッチング素子Swp,Swnとしては、スーパージャンクションMOS型電界効果トランジスタに限らず、任意の電界効果トランジスタであってもよい。ここでNチャネルにも限らず、Pチャネルであってもよい。
Furthermore, the power storage means is not limited to that constituting a low voltage system.
<About power switching elements Swp and Swn>
The power switching elements Swp and Swn are not limited to super junction MOS field effect transistors, and may be arbitrary field effect transistors. Here, not only the N channel but also the P channel may be used.

また、入力端子と出力端子とが入れ替わることで一対の端子のいずれか一方から他方と他方から一方との双方向の電流を許容するものにも限らず、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)のように一方向の電流のみを許容するものであってもよい。この場合、ディスクリート部品としてのフリーホイールダイオードをIGBTに逆並列接続することが望ましい。この構成を上記第1の実施形態に適用する場合、高電位側のパワースイッチング素子Swpをオン状態に切り替えることで低電位側のパワースイッチング素子Swnに逆並列に接続されるフリーホイールダイオードを流れる電流が漸減しゼロとなった時点の後に低電位側のパワースイッチング素子Swnをオフ操作することで一旦低電位側のパワースイッチング素子Swnに電流を流すことが望ましい。
<電力変換回路について>
電力変換回路としては、3相回転機に接続されるインバータに限らない、例えば、高電位側のパワースイッチング素子Swpと低電位側のパワースイッチング素子Swnとの直列接続体に直流電源(バッテリ)が並列接続されて且つ、直列接続体の接続点と直流電源の負極とに、第1インダクタおよびコンデンサが並列接続される降圧コンバータであってもよい。なお、この場合、第1インダクタは、電力変換回路の構成部品である点に留意する。
In addition, the input terminal and the output terminal are interchanged so that the bidirectional current from one of the pair of terminals to the other and the other to the other is not limited to the one, for example, an insulated gate bipolar transistor (IGBT). Alternatively, only one direction of current may be allowed. In this case, it is desirable to connect a free wheel diode as a discrete component in reverse parallel to the IGBT. When this configuration is applied to the first embodiment, the current flowing through the freewheeling diode connected in antiparallel to the low potential side power switching element Swn by switching the high potential side power switching element Swp to the on state. It is desirable that the current is once caused to flow through the low-potential side power switching element Swn by turning off the low-potential side power switching element Swn after the time when the voltage gradually decreases to zero.
<About power conversion circuit>
The power conversion circuit is not limited to an inverter connected to a three-phase rotating machine. For example, a DC power source (battery) is connected to a series connection body of a high-potential side power switching element Swp and a low-potential side power switching element Swn. The step-down converter may be connected in parallel, and the first inductor and the capacitor are connected in parallel to the connection point of the series connection body and the negative electrode of the DC power supply. Note that in this case, the first inductor is a component of the power conversion circuit.

もっとも、出力電圧が入力電圧以下となるものにも限らず、例えば昇降圧チョッパ回路であってもよい。これは例えば、低電位側のパワースイッチング素子Swnに第1インダクタを介して直流電源を並列接続して且つ、高電位側のスイッチング素子と出力端子との間に第2インダクタを備えるものであってもよい。この昇降圧チョッパ回路の一対の出力端子には、コンデンサが設けられる。
<パワースイッチング素子Swp,Swnの操作手法について>
シュートスルー制御の終了タイミングとしては、上記各実施形態におけるものに限らない。例えば、第1の実施形態において、低電位側のパワースイッチング素子SwnおよびフリーホイールダイオードFwnを流れる合計電流がゼロとなった時点で低電位側のパワースイッチング素子Swnをオフ操作してもよい。
However, the output voltage is not limited to the input voltage or less, and may be a step-up / down chopper circuit, for example. For example, a DC power source is connected in parallel to the low potential side power switching element Swn via the first inductor, and a second inductor is provided between the high potential side switching element and the output terminal. Also good. A capacitor is provided at a pair of output terminals of the step-up / down chopper circuit.
<About the operation method of the power switching elements Swp and Swn>
The end timing of the shoot-through control is not limited to that in the above embodiments. For example, in the first embodiment, the low-potential-side power switching element Swn may be turned off when the total current flowing through the low-potential-side power switching element Swn and the freewheel diode Fwn becomes zero.

また、パワースイッチング素子Swp,Swnの操作手法としては、シュートスルー制御を行なうものに限らない。これを行わなくても、メインスイッチSwmを閉操作した後サブスイッチSwsを開操作することで、入力側インダクタW1に蓄えられたエネルギをエネルギ供給インダクタW2を介して出力することができる。
<その他>
・回転機としては、ハイブリッド車の主機に限らず、電気自動車の主機等であってもよい。
Further, the operation method of the power switching elements Swp and Swn is not limited to the one that performs shoot-through control. Even if this is not performed, the energy stored in the input-side inductor W1 can be output via the energy supply inductor W2 by opening the sub switch Sws after closing the main switch Swm.
<Others>
-The rotating machine is not limited to the main machine of a hybrid vehicle, but may be the main machine of an electric vehicle.

・サブスイッチSws(Sws1,Sws2)をオン操作するタイミングは、パワースイッチング素子Swp(Swp,Swn)をオン操作するタイミングと同一でなくてもよく、例えばその後であってもよい。   The timing for turning on the sub switch Sws (Sws1, Sws2) may not be the same as the timing for turning on the power switching element Swp (Swp, Swn), for example, after that.

・上記第2の実施形態において、第1入力側インダクタW11、第1メインスイッチSwm1,第1サブスイッチSwsを削除してもよい。これは、第1の実施形態とはリカバリ電流対策の施されるアームが相違する構成である。   In the second embodiment, the first input-side inductor W11, the first main switch Swm1, and the first sub switch Sws may be deleted. This is a configuration different from that of the first embodiment in the arm to which the recovery current countermeasure is applied.

・上記各実施形態において、相毎に、入力側インダクタ、メインスイッチ、サブスイッチを各別に備えてもよい。   In each of the above embodiments, an input-side inductor, a main switch, and a sub switch may be provided for each phase.

10…電動機(第1インダクタの一実施形態)、12…高電圧バッテリ、22…ダイオード、24…コンデンサ、26…冷却装置、30…制御装置、IV…インバータ、W1,W1a,W1b…入力側インダクタ(第2インダクタの一実施形態)、W2,W2a,W2b…エネルギ供給用インダクタ(第3インダクタの一実施形態)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric motor (one embodiment of 1st inductor), 12 ... High voltage battery, 22 ... Diode, 24 ... Capacitor, 26 ... Cooling device, 30 ... Control device, IV ... Inverter, W1, W1a, W1b ... Input side inductor (One Embodiment of Second Inductor), W2, W2a, W2b... Energy Supply Inductor (One Embodiment of Third Inductor)

Claims (5)

第1インダクタを直流電源の正極側に接続するための高電位側スイッチング素子と、前記第1インダクタを前記直流電源の負極側に接続するための低電位側スイッチング素子との直列接続体を備える電力変換システムにおいて、
前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子のうちの一方に、フリーホイールダイオードが逆並列に接続され、
前記直流電源の一対の電極のうち他方のスイッチング素子によって前記第1インダクタに接続される電極側と前記他方のスイッチング素子とを接続して且つ第2インダクタおよび第1開閉手段を備える第1電気経路と、
前記直流電源の一対の電極のうち前記他方のスイッチング素子によって前記第1インダクタに接続される電極側と前記他方のスイッチング素子とを接続して且つ第2開閉手段を備える第2電気経路と、
前記一方のスイッチング素子のオン状態から前記他方のスイッチング素子のオン状態への切り替えに先立ち、前記第1開閉手段を閉状態として且つ前記第2開閉手段を開状態とし、前記切り替え後に前記第2開閉手段を閉状態として且つ前記第1開閉手段を開状態とする開閉操作手段と、
前記第2インダクタに磁気結合された第3インダクタと、
前記開閉操作手段によって前記第1開閉手段が開状態に切り替えられるときの前記第3インダクタに印加される電圧を順方向電圧とする整流手段とを備え、
前記第3インダクタは、前記整流手段を介して前記直流電源とは別の蓄電手段に接続されることを特徴とする電力変換システム。
Electric power comprising a series connection body of a high potential side switching element for connecting the first inductor to the positive electrode side of the DC power source and a low potential side switching element for connecting the first inductor to the negative electrode side of the DC power source In the conversion system,
A free wheel diode is connected in reverse parallel to one of the high potential side switching element and the low potential side switching element,
A first electric path including a second inductor and a first opening / closing means that connects the electrode side connected to the first inductor by the other switching element of the pair of electrodes of the DC power supply and the other switching element. When,
A second electric path connecting the electrode side connected to the first inductor by the other switching element of the pair of electrodes of the DC power source and the other switching element and having a second opening / closing means;
Prior to switching from the ON state of the one switching element to the ON state of the other switching element, the first opening / closing means is closed and the second opening / closing means is opened, and the second opening / closing is performed after the switching. An opening / closing operation means for closing the means and opening the first opening / closing means;
A third inductor magnetically coupled to the second inductor;
Rectifying means for setting the voltage applied to the third inductor when the first opening / closing means is switched to the open state by the opening / closing operation means as a forward voltage;
The power conversion system, wherein the third inductor is connected to power storage means different from the DC power source via the rectifying means.
前記蓄電手段は、前記電力変換システムおよび前記直流電源の少なくとも一方を冷却する冷却装置の電源であることを特徴とする請求項1記載の電力変換システム。   2. The power conversion system according to claim 1, wherein the power storage means is a power supply of a cooling device that cools at least one of the power conversion system and the DC power supply. 前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子は、車載高電圧システムを構成するものであり、
前記蓄電手段は、前記車載高電圧システムから絶縁された車載低電圧システムを構成するものであることを特徴とする請求項1または2記載の電力変換システム。
The high-potential side switching element and the low-potential side switching element constitute an in-vehicle high voltage system,
The power conversion system according to claim 1, wherein the power storage unit constitutes an in-vehicle low voltage system insulated from the in-vehicle high voltage system.
前記他方のスイッチング素子をオン状態へと切り替えるに際し、双方をオン状態とするシュートスルー制御手段と、
前記シュートスルー制御手段によって前記双方がオン状態とされた後、前記一方のスイッチング素子および該スイッチング素子に逆並列接続される前記フリーホイールダイオードを流れる合計電流がゼロとなる時点以降において前記一方のスイッチング素子をオフ操作するオフ操作手段とを更に備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力変換システム。
When switching the other switching element to the on state, shoot-through control means for turning both on,
After the both are turned on by the shoot-through control means, the one switching element after the time when the total current flowing through the one switching element and the freewheel diode connected in reverse parallel to the switching element becomes zero The power conversion system according to any one of claims 1 to 3, further comprising an off operation means for turning off the element.
前記一方のスイッチング素子は、入力端子と出力端子とが入れ替わることでこれら一対の端子間を電流が双方向に流れることを許容するものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電力変換システム。   5. The switching device according to claim 1, wherein the one switching element allows the current to flow bidirectionally between the pair of terminals by switching between the input terminal and the output terminal. 6. The power conversion system according to item.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11506599A (en) * 1995-01-23 1999-06-08 ヴァージニア・テック・インテレクチュアル・プロパティーズ・インコーポレーテッド New soft-switch three-phase boost rectifier and voltage inverter
JP2003111430A (en) * 2001-09-28 2003-04-11 Nf Corp Regenerative snubber circuit

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